混凝土结构设计第4章受弯构件正截面承载力.ppt

* 第四章 受弯构件正截面承载力计算 4.1 概 述 *受弯构件（Members with flexure）的截面形式 梁截面形式：矩形、“T”形、“Ⅰ”形、倒“L”形、空心（箱）形等； 板截面形式：矩形、槽形、空心形等。 *单筋受弯构件（Singly reinforced beams）：仅在截面受拉区配置受力钢筋的受弯构件； *双筋受弯构件（doubly reinforced beams）：在截面受拉区和受压区都配置受力钢筋的受弯构件。 d=10~32mm(常用) h0=h-as 单排 a= 35mm 双排 a= 55~60mm 梁的构造要求： ◆为保证RC结构的耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层(cover)厚度一般不小于 25mm； ◆为保证混凝土浇注的密实性(consolidation)，梁底部钢筋的净距(clear spacing)不小于25mm及钢筋直径d，梁上部钢筋的净距不小于 30mm及1.5 d； ◆ 梁底部纵向受力钢筋一般不少于2根，直径常用10~32mm。钢筋数量较多时，可多排配置，也可以采用并筋配置方式； d=10~32mm(常用) h0=h-as 单排 a= 35mm 双排 a= 55~60mm ◆ 梁上部无受压钢筋时，需配置2根架立筋(hanger bars)，以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架，直径一般不小于10mm； ◆ 梁高度h500mm时，要求在梁两侧沿高度每隔250设置一根纵向构造钢筋(skin reinforcement)，以减小梁腹部的裂缝宽度，直径≥10mm； ◆ 矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5 T形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。 To ensure lateral stability d=10~32mm(常用) h0=h-as 单排 a= 35mm 双排 a= 55~60mm ◆ 为统一模板尺寸、便于施工，通常采用： 梁宽度b=120、150、180、200、220、250、300、350、…(mm) 梁高度h=250、300、……、750、800、900、…(mm)。 4.1 概述 板的构造要求： ◆ 混凝土保护层厚度一般不小于15mm和钢筋直径d； ◆ 钢筋直径通常为6~12mm，Ⅰ级钢筋； 板厚度较大时，钢筋直径可用14~18mm，Ⅱ级钢筋； ◆ 受力钢筋间距一般在70~200mm之间； ◆ 垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋，以便将荷载均匀地传递给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置，同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力。 ≤ 200 ≥ 70 C ≥ 15, d 分布筋 h 0 h 0 = h - 20 4.2 试验研究分析 4.2.1梁的受力性能 h a b As h 0 x n e c e s f 平截面假定 h a b As h 0 x n e c e s f 对于配筋合适的RC梁，破坏阶段（III）承载力基本保持不变，变形可以持续很长，表明在完全破坏以前具有很好的变形能力，有明显的预兆，这种破坏称为“延性破坏” 4.2.2 配筋适当的梁三个工作阶段 *加载初期弯矩较小，截面应力、应变均较小，应力分布为三角形； *随着弯矩增大，受拉区混凝土塑性变形发展，拉应力分布呈曲线形，受压区 混凝土压应力分布仍为三角形； *当受拉区下边缘混凝土拉应变达到混凝土极限拉应变时，受弯构件处于即将 开裂的Ⅰa状态，相应弯矩为Mcr ； *Ⅰa状态是受弯构件抗裂验算的依据。 第Ⅰ阶段（弹性工作阶段）： 第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）： *当弯矩达到（或略超过）Mcr时，在纯弯段混凝土抗拉强度最弱的截面将出现第一批（条）裂缝； *截面平均应变分布仍符合平截面假定，随着弯矩增大，受压区混凝土表现出塑性特点，应力呈曲线形分布； *当受拉钢筋应力达到屈服强度时，受弯构件处于Ⅱa状态,相应弯矩为My ； *第Ⅱ阶段是受弯构件正常使用时变形和裂缝宽度计算的依据； 第Ⅲ阶段（钢筋塑流阶段）： *受拉钢筋屈服后应力保持不变，弯矩增加不多，挠度明显增加，裂缝迅速发展，曲线出现第二个转折点； *当受压混凝土达到极限压应变（0.003-0.004）时，受弯构件处于Ⅲa状态，梁所承受的弯矩达到极限弯矩Mu ，受压区混凝土被压碎； *Ⅲa状态是受弯构件承载力计算的依据。 *（适筋梁）破坏特征 适量配筋梁的破坏过程：受拉钢筋首先达到屈服，然后混凝土受压破坏；破坏前梁的挠度（变形）急剧增加，裂缝迅速开展，有明显的预兆，属于“塑性破坏”（延性破坏）。 4.2.3 配筋率对正截面破坏性质的影响 钢筋混凝土梁正